GIS系统性能优化策略

1、GIS系统性能优化策略行业技术部 刘春影通常，我们会遇到这些性能问题？针对GIS系统：现有设施能够支持多少并发响应时间小于1秒时，需要何种硬件配置系统刚上线时速度较快，一段时间后访问较慢针对GIS Server：和某GIS Server PK时，响应时间不尽如人意一个Site站点，发布多少个服务才合理一个服务配置多少个实例数才合适其实，性能伴随系统的整个生命周期需求阶段：了解数据情况、用户情况设计阶段：服务设计、架构设计、硬件选型、容量规划开发阶段：单元测试、代码优化部署阶段：测试及监控 性能术语 案例分享 软件性能 平台性能内容介绍性能术语性能和伸缩性 伸缩性：负载增加时，系统维持现有性能的

2、能力 性能：“点击”以后，多久能看到显示结果衡量性能的关键指标 响应时间（Response time）：发送一次请求到接收请求这一过程所用的时间 吞吐量（throughput）：一定时间内处理的所有请求的数量，由系统响应时间和用户思考时间共同衡量的关键影响因素：GIS Server处理能力磁盘I/O网络带宽性能术语事务：是用来渲染一个新的用户显示的处理过程，如执行一次地图预览系统容量：特定的硬件配置所能支持的最大吞吐量系统利用率：当前的吞吐量和系统容量的比率负载步长：每次增加多少虚拟用户数服务时间：是平均工作事务处理时间（衡量软件性能的关键标准）案例分享典型的GIS系统架构案例性能问题：1.系

3、统加载慢2.执行操作响应时间慢图层数：1个点图层、5个面图层；要素数：几千个要素符号：字体符号开发框架：FlexViewer框架，各种swf文件约几十K几百KGIS Server：10.0（服务发布过多）硬件资源：资源不足导致性能下降（内存使用高达89%、存储超过90%）App Server：Web容器内存较低问题分析容量规划问题数据组织问题代码组织问题网络带宽：我们通常所说带宽的单位是兆比特，而不是兆字节比如， 10Mbit带宽，是 10Mbit （比特），而不是10MB （字节）而1MB=8 * 1Mbit所以，10Mbit /s = 1.25MB /s=1.25*1024KB /s=12

4、80KB/s假设有200人使用，最大和最小传输速率分别为：Max = 1280KB/sMin = 1280KB/s / 200 = 6.4KB/s通常，假设有10%的人同时使用网络，即只有20人，那么速率为：速率 = 1280KB/s/20 = 64KB/s那么下载上页的index.swf文件的时间为：500KB/ 64KB/s = 7.8秒问题分析底图加载：问题分析屏幕分辨率为 ：1680*1050 = 1764000图片大小： 256* 256 =65536加载图片数：27个单个图片大小约：15KB总图片大小为约：405KB下载时间约：405KB/64KB/S=6.3秒服务配置：优化过程配

5、置：每个site站点发布的服务数量少实例：默认启动实例资源：主机配置高响应：更快的响应时间Server 10.0私有云环境优化过程数据组织：数据平滑处理、删除不必要的属性、建立索引等服务优化：减少复杂的制图表达效果、减少动态标注的使用拆分图层：避免大量图层同时展现符号：使用简单符号显示控制：不要同时加载全部图层代码优化：代码精简、前端显示图片压缩软件性能软件性能影响因素地图文档调整工作流基准显示复杂性数据密度数据缓存输出格式服务配置服务组织，数据密度 高复杂地图文档36个图层（点、线、面）每个图层有几千-几万要素全部显示PostgreSQL 预览显示时间为10秒 低复杂地图文档2个图层（线、面

6、）每个图层有几十个要素全部显示fileGDB数据库 预览显示时间为0.21秒服务组织，输出格式对于栅格数据，JPEG压缩方式性能更优对于矢量数据，PNG压缩方式性能更优34.2PNGBMPJPGPNG32gif响应时间响应时间服务组织，利用缓存动态+缓存图层(展示由可操作的渲染图层与切片的底图叠加形成)可操作图层来自于动态数据源缓存的底图可以来自于ArcGIS Online删除地图文档中引用的其他服务服务组织，重视消息Analyze： 解决错误 处理警告（会影响地图绘制和显示性能） 重视消息：潜在性能问题 具备Ar

7、cGIS 10.1 for Server的新特性 以64位本地应用程序的形式运行，软件性能得到大的提升 减少单点故障，自动配置管理，提升了处理故障恢复，使得架构更加的健壮 可以通过具有管理权限的REST admin API进行管理编辑 采用自适应网站配置管理，专门服务弹性云部署 全新的Java软件组件体系结构，Linux环境支持更加友好服务配置，ArcGIS 10.2 for Server新特性 新特性 增加site站点导出备份功能 强制处理警告消息服务配置，ArcGIS 10.2 for Server新特性服务配置：进程设置高隔离：8 Instances8个SOC.exe进程低隔离：8 In

8、stances2个SOC.exe进程进程设置响应时间吞吐事务数每秒点击数高隔离1.50146388122727.1低隔离1.79140964121425.9低隔离：可以有效改善服务器内存使用情况进程崩溃时，销毁运行其中的所有实例高隔离： 进程失败时，只会影响一个instance响应时间短、吞吐量高实际选择哪种方式视需求而定服务配置，实例设置每台GIS Server：当服务启动时，默认启动最小实例数启动另外的实例，当：现有实例都处于busy状态启动的实例总数不会超过最大实例数运行中的实例：只占用内存，不占用CPU使用中的实例：即占用内存，又占用CPU服务配置，实例设置偶尔使用：服务不经常用到少数

9、人在短时间内使用Min/Max值设置为0/1空闲实例运行时间依业务需求设置经常使用：-每天都进行服务请求-Min/Max设置为相等-配置足够的实例数才能达到峰值吞吐-服务实例配置过多会增加响应时间注意事项：-对于复杂的地理处理服务，最大实例数设置小一些（以保护site站点资源）-在峰值吞吐期间，避免频繁免的启动和停止ArcSOC进程服务配置，实例设置示例介绍：集群：ServerA+ServerB配置：4core/8RAM请求：Export地图并发用户数：10个运行时间：5分钟实例数：从232个020000400006000080000100000120000140000246810121416

10、32吞吐01234567246810 12 14 16 32响应时间最佳实例数：8 Instances站点监控：站点资源使用情况服务监控：服务事务处理量及使用时间服务配置，性能监控System Test简介System Test：产品定位安装配置产品使用System Test（系统测试工具）信息：ServerA+ServerBArcGIS 10.1 for ServerCentOS62CPU+4G内存存储盘阵演示演示0.00010.00020.00030.00040.00050.00060.00070.00080.00090.00041424Transactions/Sec Vs. Step

11、LoadTransactions/SecTrendLine数据源【fileGDB、SDE、数据存储位置】数据组织【地图文档配置】部署方案【集群、单机】服务配置【instance数、停止其他不使用的服务】硬件环境调整【计算、存储、网络、虚拟化环境等】测试工具选择【压力测试工具】脚本编辑【参数调整】测试结果分析【迭代测试】服务配置，测试注意事项以往经验得知，在软件方案选择方面一定要慎重，充分理解了软件性能可以减少实施过程中的风险，并减低总体成本，节省用户时间和金钱。如果服务创建时间过长，可以进行池化处理，把服务对象装载到内存中如果服务等待时间过长或超时，可以设置最大等待时间，或增加服务对象个数如果

12、服务使用时间太长，需要检查应用程序代码是否正确，或者客户端操作过于复杂查看ArcGIS Server日志，进行相应处理，以提高性能如果资源允许，尽量选择池化，增加客户端并发数软件传输负载及性能调整都是从多次测试中得到的结论小结平台性能l 部署方式l 硬件环境l 虚拟化平台组件系统总体性能取决于平台各组件之间的关系部署方式Web系统架构设计分组有单层、双层、三层配置简单的配置更容易维护和支持复杂的配置能满足高容量和系统可用性需求部署方式单机部署-所有Web软件组件部署在同一平台层 简单系统开发 原型测试 初始化部署模式GIS Serverhttp:6080Server dirctory &

13、; Config-StoreArcGIS Server SiteWeb ServerWeb AdaptorDatabase部署方式 多机部署 Web Server单独托管在平台层 数据库组件部署在另一个单独的平台 GIS Server单独部署GIS Server http:6080Server dirctory & Config-StoreServer SiteWeb ServerWeb AdaptorGIS Server Ahttp:60804000-4007DatabaseDMZ内网Reverse Proxy部署方式GIS Server http:6080Server dircto

14、ry Config-StoreServer SiteWeb ServerWeb AdaptorGIS Server Ahttp:60804000-4004+Web ServerWeb AdaptorDatabase 高可用性部署 Web Server单独托管在平台层 数据库组件部署在另一个单独的平台 GIS Server单独部署NLB虚拟化环境部署Vblock：是Cisco、EMC、Vmware联盟发布的新一代数据中心虚拟化解决方案打包产品特点：统一计算、统一存储、虚拟化虚拟化部署优势提高物理主机的资源使用率，降低总成本(能源消耗、维护等)利用虚拟化技术提供的HA和FT，减少宕机时间并快速恢复

15、、迁移、备份虚拟机Esri为在虚拟化环境中使用ArcGIS软件出现的任何问题提供技术支持，前提必须是使用官方支持的操作系统，因为这些已经经过Esri和这些厂商之间的严格测试，尤其是VCE Vblock环境的测试，有相应的质量保证便于从测试开发环境到生产环境之间的迁移，加速开发部署的过程据美国Esri调查统计目前只有不到4%的用户决定不将ArcGIS软件部署在虚拟化环境，超过一半的用户已经或者计划实施虚拟化。一台物理机做虚拟化之后，期间运行的虚拟机占用的总体资源要低于系统总资源的85%对不同的场景需求规划不同配置的物理硬件资源，例如主频较高的CPU主机可用于切图、GP等服务的托管通常为1个CPU

16、配置2GB内存，虚拟化环境中基本规则也一样，具体可以根据特定的数据和服务通过测试决定最终参数可以在一个站点上发布多个服务，站点扩展节点时需要在新的节点上池化所有这些的实例，可能导致添加新机器节点时间过长不要动态改变DNS或者hostname虚拟化部署注意事项配置4个2核的VM，还是配置2个4核的VM，根据实际处理需求设定磁盘必须有RAID5或RAID10的支持，一般常规的SAN都可以用于支持不要在单块物理磁盘上运行多个虚拟机虚拟化环境支持HA和FT方案确保一个站点中的所有节点虚机都在同一个网络配置中，尤其是网络被虚拟化之后尤其需要注意，存在NAT网络设置的情况下尤其如此虚拟化部署注意事项硬件环

17、境 SPEC：标准性能评估机构（standard performance evaluation corporation）官网：/spec/ESRI软件支持Intel Linux和windows部署提高了峰值吞吐能力，降低了软件许可成本SPEC基准用于核心处理器的速度硬件环境内存，就像水，平常感觉不到多重要，关键时候才会发现它的价值没有足够的内存，应用程序会变慢没有足够的交换空间，应用就不能启动物理内存不足时，程序会崩溃太多服务部署在同一台服务器情况下，负载超过了最佳性能和可用内存的限制应用服务器和数据库服务器也需要配置合理内存硬件环境存储：磁盘是计算机存留下

18、来的最后的机械设备之一磁盘存取是一个机械过程，是计算机上最慢的操作当采用缓存技术实施GIS时，要求更高的磁盘访问要求虚拟化部署时，（本地磁盘+磁盘阵列）要做Raid影像数据存储，要做容量规划，分析现有数据资源、数据增长趋势等硬件环境网络延迟：每个单一通讯数据包的往返时间许多应用程序需要几个连续的往返传输到服务器并返回以完成显示事务。每个往返就是一个会话，并且大多数应用程序都需要几个连续的往返传输到服务器以完成显示事务应用程序会话越多，网络延迟时间就越长从而影响显示性能网络延迟不会在局域网络中出现总的延迟时间=延迟x会话次数利用率=流量/带宽流量=传输数据大小/响应时间网络响应时间=传输+排队时间+延迟网络利用率超过60%将有助于网络资源的竞争 服务器渲染时间相较于网络连接而言是一个较小的因素硬件环境GIS UserDBMSCPU Time0.56 secCPU Time0.06 se